地下喷气是雾霾污染物集中的过程

                              杨学祥，杨冬红

2013年12月6日我去北京工业大学参加灾害预测研讨会，意外发现北京的大烟囱烟云直冲云霄，没有向四周扩散的痕迹，是地下喷气垂直上升带动的结果。

按照通常的理解，烟雾在无风天不易扩散，应该在低空积累，在大雾天形成雾霾。烟云垂直升入高空能形成雾霾吗？

研究表明，点源激发的球面大气流动在传播过程中的能量密度变化，与单位时间扩散的大圆周长C成反比。设大气流动的总能量为Q，能量密度为δ，穿过的面积为S=Cl = 2πRlsinφ，l为单位弧长，R为地球半径，则有

δ= Q/S = Q/ (Cl) = Q/ (2πRlsinφ)                               (1)

其中，圆心角φ为点源和地心连线与大圆上任一点和地心连线的夹角。同样，在球壳中点源喷射造成的球面对流，也会有扩散、集中、返回的震荡过程（见图1-2）。

由（1）式可知，在φ= 0和φ= π时，能量密度δ为无穷大，在φ= π/2时，即经过地表最大圆时，能量密度δ最小。这就是说，假定大气流动总能量在传播中无损耗，点源及其地心对称点处的能量密度最大（见杨冬红2009年博士论文）。

这一模型既可以解释北极大气和海洋等位面下降导致北半球低温暴雪频发和南极大陆沿海异常变暖（通过海冰气候开关效应阻止拉尼娜的发生，使拉尼娜可能夭折），也可以解释震洪链、旱涝链和高温暴雨链的发生原因。

图1  点源激发的大气流动在球面上的能量密度变化(杨冬红，2009)

2003年12月23日22时左右，“重庆开县井喷”发生，历时84小时，大约17.5至21百万立方米石油天然气喷入大气中；2004年9月2至5日，开县惨遭200年一遇特大暴雨洪灾，部分地区为500年一遇。2008年5月12日四川汶川发生8 级地震；2009年7月4日地震灾区遭遇“7.14”暴雨洪涝灾害。2013年4月20日四川雅安发生7级地震；7月7日晚至10日，强降雨侵袭四川，成都、雅安、乐山、眉山、德阳、绵阳大部及广元市西部出现了区域性暴雨，都江堰气象站日降水量已超过有记录以来的最大值。2013年8月6日14时，在全国2418个国家级自动监测站中，高温排行前十名全部超过40℃，其中，浙江8个地区榜上有名，浙江余姚的气温更是达到了42.1℃；2013年10月9日），在福建登陆的台风“菲特”，却让浙江东部的余姚受遭受了百年一遇的降雨，70%以上城区受淹，主城区城市交通瘫痪。受灾人口超过83万人。

为何暴雨集中在两次地震灾区?地震-暴雨的灾害链值得关注。点源喷发导致的大气环流是合理的数学模型，能量在喷发点及其球对称点达到最大值（见图1-3）。

图2  点源喷发在球壳中的全球对流(杨冬红，2009)

图3  点源喷发在球壳中的区域对流(杨冬红，2009)

这一数学模型同样适用于雾霾天气的发生，地下喷气在把烟云带入高空的同时，也把周围低空的污染物积聚到喷发点及其球对称点，在城市热岛效应激发下，地下喷气更有利于雾霾污染物的集中和远距离输送，这也可以解决雾霾污染物来源不清的难题。

相关报道：

受华南、华东污染物影响

海口出现雾霾天气

2013年12月12日04:52    来源：人民网-人民日报    手机看新闻

原标题：海口出现雾霾天气

　　本报海口12月11日电（丁汀、张亚）12月11日，雾霾袭击海口。根据海南省海口市环保局公布的数据，海口市11日的PM2.5值为133，属于中度污染。截至11日，海口空气轻度或中度污染已持续近一周。

　　“从12月6日起，海口和三亚空气轻度污染，10日海口上升为中度污染。”海南省环境科学研究院副院长韩保光表示，“今年海南之所以出现雾霾天气，很大程度上是受华南、华东地区污染物的影响。再加上气象、地理因素，这些污染物就被输送到了海南”。

　　此外，韩保光认为，岛内的一些企业排放的污染物和施工造成的扬尘也对空气质量造成了一定的影响。

　　据介绍，海口市今年的空气质量与往年相比有所下降，一方面是由于国家对空气质量监测的标准有所提高，另一方面是因为长三角、珠三角地区污染物增加。

　　韩保光分析，雾霾天气是否会持续下去还是未知数。如果出现降雨或是大风等天气，那么空气质量会有所好转。但如果天气一直都是晴朗状况的话，雾霾天气将有可能会持续下去。

　　虽然目前的污染情况还没有到需要启动应急预案的程度，但海口已经采取措施对岛内一些污染严重的企业进行了治理。

　　海口在省会城市中一直以环境优美、空气质量优良著称。在海口生活多年的刘女士说：“我在这里快20年了，以前只见过雾，没见过雾霾。像这样持续雾霾实在很少见。”

(责编：潘旭海)

http://society.people.com.cn/n/2013/1212/c1008-23816185.html

专家：中国雾霾高发可能还将持续一二十年

2013年12月11日00:53    来源：中国广播网    手机看新闻

原标题：专家：中国雾霾高发可能还将持续一二十年

　　央广网北京12月10日消息据中国之声央广夜新闻报道，在连续7天发布雾、霾双预警之后，昨天中央气象台终于解除了预警，部分城市，比如北京，在经历了一夜大风的洗礼后，今天的天空也是格外的蓝，那么，全国范围内的情况如何呢？困扰多地的雾霾都已经消停了吗？

　　事实上，就在今天，以空气质量优异著称的海口再度被“灰蒙蒙”所笼罩。

　　据海口市环境保护局网站其“空气质量实时发布”显示，今天18时，海口空气质量指数为187，属中度污染，首要污染物为颗粒物(粒径小于等于2.5μm)。

　　而同样被视为空气质量“优等生”的福建，在经历了一天的晴爽天气后，今天省内多地再次被雾霾笼罩。

　　中国气象局的数据显示，此次雾霾来袭，波及25个省份，100多个大中型城市，全国平均雾霾天数创52年来之最。安徽、湖南、湖北、浙江、江苏等13地均创下历史纪录。

　　此前，环保部监测司相关官员表示，从这次情况来看，长三角出现这么严重的雾霾较为少见“说明大气污染不仅仅是在京津冀地区，长三角也很厉害。”

　　现在，最难过的时候似乎已经过去了，但是大家都明白，距离下一次恐怕只是个时间问题，因为此前我们也听到环保部的专家表态说：我国正在经历发达国家二三十年前的阶段，“雾霾高发可能还将持续一二十年”的时间。

　　所以大的范围来看，雾霾是散了，相关的新闻却依然是大家关注的焦点：我们知道中央经济工作会议今日上午在北京开幕，会议将总结去年经济工作，提出明年经济工作的总体要求和主要任务，有媒体援引民生证券研究院副院长管清友先生的观点认为：雾霾事件有可能成为影响明年经济增长目标确定的重要因素。

　　与此同时，学界已经打响GDP和环保的拉锯战。部分学者认为中国经济必须保持一定增速，而另一部分学者则认为，应该降低GDP增速为过去的环境“欠债”埋单。

　　而在各地，与预防和治理雾霾有关的工作也在加速推进：来自辽宁的消息是：根据《辽宁省城市环境空气质量考核暂行办法》，沈阳在内的多个城市已经被开出了“罚单”。

　　按照辽宁省环保厅的监控数据显示：今年前十个月，辽宁的空气质量排名，盘锦排名第一，沈阳倒数第一。其中，沈阳的空气质量，合格率只有62.8%。根据《辽宁省城市环境空气质量考核暂行办法》，从今年1月1号到10月末，辽宁环境空气质量实行“按天儿考核”。按照这个办法，辽宁首次给8个城市开出“雾霾罚单”，其中，沈阳最多，3460万，鞍山780万，辽阳500万，葫芦岛300万，大连抚顺各160万，营口40万，本溪20万，罚缴总计5420万元。根据《办法》规定，空气质量考核指标暂定为PM10、二氧化硫和二氧化氮三项。其中，二氧化硫、二氧化氮超标达0.25倍，罚缴20万元，每递增0.25倍，加罚20万元； PM10超标达0.5倍，罚缴20万元，每递增0.5倍，加罚20万元。据了解，罚缴资金将由辽宁省财政部门在年终结算的时候一并扣缴。

　　受雾霾困扰的河北省，近日明确表示要削减近三分之一钢铁产能来治理大气污染。但是，我们也听说过：钢铁、建材等行业可以说是河北的钱袋子，老百姓的饭碗。那么，河北省在淘汰落后产能、降低能耗方面有哪些新举措？

　　河北省制定了大气污染治理50条整治措施，到2017年，全省将削减钢铁产能6000万吨、水泥6100万吨、燃煤4000万吨、玻璃3000万重量箱，淘汰105万辆“黄标车”等。为了实现这一目标，河北省防止“推倒一座旧高炉，新上一座新高炉”，建立科学严格的市场准入门槛，利用环评标准设计有效的落后产能退出机制。另外一个不同是，河北省发挥干部考核指挥棒的作用，把资源消耗、环境污染、生态效益等体现生态文明建设的指标纳入考核体系，把重要的环境指标作为统筹经济社会发展的生态红线，对各种环境违法行为“零容忍”。据我了解，今年以来，河北省一些企业因绕过甚至破坏在线监测设备偷排偷放，已有124人被公安部门依法拘留、42人被逮捕。

　　数据显示：河北钢铁产量已连续12年位居全国之首，目前钢铁产能为2亿吨。国务院提出五年内压缩8000万吨产能，其中6000万吨落在河北。现实的问题是：完成总体削减任务后，大量就业人员需要安置，对于税收肯定也有影响，河北这方面准备如何应对？

　　河北省委书记周本顺表示，从现在起，河北将加快培育壮大战略性新兴产业，实施新能源及应用示范、信息产业升级、生物产业创新发展、新材料(行情专区)特色产业链壮大、高端装备制造、节能环保技术产业化、新能源汽车(行情专区)示范和新兴海洋产业培育等八大工程。力争到2015年战略性新兴产业增加值达到3000亿元，2017年增加值达到4100亿元以上。同时，加快发展节能环保产业和循环经济。力争到2015年全省节能环保产业销售收入达2350亿元。大力发展循环经济，到2017年，规模以上工业单位工业增加值能耗比2012年降低20%以上。

　　一路向南，我们继续来了解各地的雾霾阻击战，目前，合肥市已开始对一些污染源头做出应对措施，空气污染应急预案也在制定中，有望于近期出台。

　　从目前的情况来看，合肥肯定不会有单双号限行这样的举措，但在遭遇重度污染日时会倡议市民尤其是党政机关、事业单位带头绿色出行，尽量选择公共交通工具出行。

　　除了应急预案市民们更期盼合肥市乃至安徽省能尽快出台和实施长效的治霾举措，毕竟应急预案只是极端气象条件下减缓重度污染恶化的短期举措。合肥市民：雾霾天气和我们汽车的尾气也有关系，在这种天气我们出行尽量坐公交和骑车我想都会有帮助的，在这个天气建设也停一停，让农民工也休息一下，这对他们也是一种保护。

　　这里面谈到了限行，这也就再一次联系到了一个很重要的问题，这次雾霾的来源到底是什么？——环保部迟迟未能给出答案。中国环境监测总站则表示，预计明年下半年完成各地污染物来源分析。——官方的这个表态加大了人们对污染物来源的疑惑。——跟汽车到底有多大的关系？

　　据江苏省环保厅总工程师刘建琳介绍，江苏省污染物排放来源有三方面：一是工业，特别是钢铁、水泥等排放量较大企业；二是交通，包括机动车尾气排放等；三是城市建设带来的污染排放。

　　浙江省环境监测中心专家田旭东博士说，此次雾霾是多种因素共同作用的结果，一方面受到北方污染物南移的影响，另一方面本地污染物也在不断增多，但是受到哪个方面的影响更大很难确定，不同时段、不同类型污染物情况都不一样。

　　何立富说，西南地区出现大雾天气则与当地湿度大、无冷空气影响、地面辐射效应强，以及局部阴雨相间等因素有关。

　　汽车尾气论：中科院发布的“大气灰霾追因与控制”专项研究结果表明，雾霾中有4类有机组分：针对北京而言，机动车为城市PM 2.5的最大来源，约为1/4；其次为燃煤和外来输送，各占1/5。

　　对于汽车尾气是形成北京雾霾的首恶一说，有专家持不同看法，该观点认为，今年国庆期间，北京市区的车辆大幅减少，但是北京仍出现了雾霾，这怎么解释。

　　燃煤污染论：有专家认为，各地产业结构(污染排放源)、气象条件、地理环境都有其特殊性，大气颗粒物污染形成原因不尽相同，但是就全国来说，工业污染是雾霾发生的重要原因。

　　静稳天气论：日前环保部的官员表示，这次南方地区发生大规模雾霾的原因除了大量污染排放源源不断外，另一主要原因是气候原因，即气候条件不利于污染物扩散。中国科学院大气物理研究所研究员王跃思表示，在静稳的天气中，下沉的沙粒被排放在大气中的二氧化硫、硫酸盐、硝酸盐包裹起来，而外层的排放物又吸收空气中的水，使得沙尘变胖，就在空气中可以看见了。

　　另一位专家表示“奇怪的是，跟往年相比，今年南方的气候条件并没有发生很大的变化，如果说静稳天气是外因的话，那么这些空气污染物究竟是怎么来的呢？”

　　他说，目前即由于城市化过程发展和城市布局不合理而导致的区域性的雾霾高发。“假如城市的污染治理没有得到根本改观，城市化过程中不注意城市之间的相互影响，不留下足够的通道，不考虑污染物稀释扩散结构的话，这种局面在中国至少还会持续10-20年。”彭应登建议，城市之间应该有缓冲的空间，使得污染物得以稀释和扩散。

(来源:中国广播网)

http://politics.people.com.cn/n/2013/1211/c70731-23803815.html

雾霾凶猛污染物来源仍成谜

2013年12月10日00:55    来源：经济参考报    手机看新闻

原标题：雾霾凶猛污染物来源仍成谜

　　“北京城看起来就像是一个机场候机厅的吸烟室。”媒体这样评价北京的雾霾。

　　尽管政府应对“雾霾”频频出招，但收效甚微，空气污染仍在持续恶化。除了京津冀地区外，随着寒冬的到来，大规模的雾霾和P M 2.5爆表的情况已经开始蔓延到江南、华南等地，雾霾天数创52年来之最。

　　今年中国已经历了两次大规模雾霾，尴尬的是，目前空气污染物的来源尚是一个谜。对这一大家关心的问题，环保部迟迟未能给出答案。中国环境监测总站日前表示，预计明年下半年完成各地污染物来源分析。官方的这个表态加大了人们对污染物来源的疑惑。

　　纪录

　　雾霾天创52年之最

　　“世界上最远的距离，不是生与死的距离，而是我在北京街头牵着你的手，却看不见你。”这是一条关于雾霾转发量比较多的段子。持续多日的雾霾给人们的生活和经济工作带来很大不便———高速公路被采取临时封闭措施，工地停工学校停课，公务车私家车限行。

　　在连续7天发布雾、霾双预警后，9日中央气象台终于解除了两个预警，受冷空气影响，华东地区雾霾也将逐渐消散，但江南、华南等地的部分地区仍有轻度霾，局地有中度霾。

　　环保部监测司相关官员表示，此次雾霾影响范围超过1月份的雾霾，但严重程度还在调查分析之中。

　　中国气象局的数据显示，此次雾霾来袭，波及25个省份，100多个大中型城市，全国平均雾霾天数创52年来之最。安徽、湖南、湖北、浙江、江苏等13地均创下历史纪录。

　　与以往不同的是，此次雾霾严重波及南方地区。环保部监测司相关官员表示，从目前来看，长三角出现这么严重的雾霾较为少见“说明大气污染不仅仅是在京津冀地区，长三角也很厉害。”

　　存疑

　　污染物来源待明确

　　关于空气污染物来源，目前尚无令公众确信的说法。有官员称，厨房油烟是北京雾霾的主要原因，更是遭到了网友的反对。由于官方对于空气污染物来源尚未给出明确的说法，这方面的判断犹如猜谜：

　　———汽车尾气是最大杀手？中科院发布的“大气灰霾追因与控制”专项研究结果表明，雾霾中有4类有机组分：氧化型有机颗粒物，主要来自于北京周边，它们在整个污染过程中所占比例最大，为44%；油烟型有机物，主要来自局部地区烹饪源排放，占21%；氮富集有机物，一种化学产物，占17%；还有烃类有机颗粒物，主要来自于汽车尾气和燃煤，占18%。针对北京而言，机动车为城市PM2.5的最大来源，约为1/4；其次为燃煤和外来输送，各占1/5。

　　亚太环境保护协会副总干事、深圳厚和科技有限公司董事长姜国常向《经济参考报》记者表示，国内燃油从提炼到实际燃烧过程中存在的根本性问题，造成燃油质量较差；其次市场上还没有一个切实有效的方法，没有一个技术成熟的产品能从根本上解决发动机燃油污染(CO、H C、N O x等以及颗粒物)排放的问题。

　　姜国常称，燃油燃烧排放污染是人体健康的大敌，机动车可排放200多种化学污染物，联合国调查结果显示：世界城市中的空气污染，60%以上来自燃油汽车的废气排放。1辆轿车1年排出的有害气体可达自身重量的3倍。其中对人类危害最大的主要有一氧化碳(C O )、碳氢化合物(H C )、氮氧化合物(N O x)、可吸入颗粒物和硫化物等。

　　对于汽车尾气是形成北京雾霾的首恶一说，有专家持不同看法，该观点认为，今年国庆期间，北京市区的车辆大幅减少，但是北京仍出现了雾霾，这怎么解释。

　　———燃煤污染是根源？有专家认为，各地产业结构(污染排放源)、气象条件、地理环境都有其特殊性，大气颗粒物污染形成原因不尽相同，但是就全国来说，工业污染是雾霾发生的重要原因。

　　中国社会科学院上个月发布的《气候变化绿皮书：应对气候变化报告(2013)》指出，社会化石能源消费增多造成的大气污染物排放逐年增加，是我国近年雾霾天气增多的最主要原因。

　　国家发改委副主任解振华此前表示，目前中国大气污染比较严重，特别是雾霾天气几乎常态化，大气污染根源在于烧煤和燃油等石化能源的使用，“雾霾天气主要是发展方式粗放、产业结构和能源结构不尽合理造成的，根源还在化石能源，一个是烧煤，一个是燃油，另外发展方式比较粗放造成大量排污。”

　　与以往不同的是，此次雾霾波及江浙、长三角地区，这些地区已经在进行产业升级和转型，重工业、化工业已经大幅下降。匪夷所思的是，这些地区在这次雾霾中受害最重“说工业污染造成了江浙的雾霾有点牵强，但是这些城市没有北京那么多的汽车，没有西部那么多的重工业，怎么也发生雾霾了呢？”一位业内人士表示疑惑。

　　———静稳天气是帮凶？日前环保部的官员表示，这次南方地区发生大规模雾霾的原因除了大量污染排放源源不断外，另一主要原因是气候原因，即气候条件不利于污染物扩散。中国科学院大气物理研究所研究员王跃思表示，在静稳的天气中，下沉的沙粒被排放在大气中的二氧化硫、硫酸盐、硝酸盐包裹起来，而外层的排放物又吸收空气中的水，使得沙尘变胖，就在空气中可以看见了。

　　“奇怪的是，跟往年相比，今年南方的气候条件并没有发生很大的变化，如果说静稳天气是外因的话，那么这些空气污染物究竟是怎么来的呢？”一位专家表示，只有彻底查清污染物的来源才能找到治理之策。

　　治理

　　调整产业结构优化能源结构

　　不管大气污染物的来源是什么，不争的事实是，长期以来由于我国产业结构偏重、产能过剩、能源结构单一等问题，燃煤产生的污染物对大气环境造成了巨大压力。

　　分析人士认为，未来一段时期我国治霾任务仍然艰巨。根据国务院9月发布的《大气污染防治行动计划》，大气污染防治行动计划共需投入17500亿元。这个行动计划制定的具体指标是，到2017年，全国地级及以上城市可吸入颗粒物浓度比2012年下降10%以上。

　　接受《经济参考报》记者采访的专家表示，要从根本上治理雾霾，就要改变产业结构、能源结构，一是要把能源消耗量降下来；二是要调整能源结构，大力发展可再生能源产业；三是提高传统能源的使用效率，降低排放。

　　中国科学院院士秦大河认为，治理雾霾归根结底是要改变我们的生产方式，彻底转变高排放、高污染、高能耗生产方式。国务院9月份印发的《大气污染防治行动计划》把“调整优化产业结构，推动产业转型升级”作为大气污染防治的重要措施，文件称未来严控“两高”行业新增产能，加快淘汰落后产能。

(来源:经济参考报)

http://politics.people.com.cn/n/2013/1210/c70731-23792282.html